利用阴影发电的太阳能电池

北极星太阳能光伏网讯:阴影遮挡对光伏组件发电量的影响高达90%？能利用阴影发电的光伏电池问世了。

4月15日，科学杂志《能源与环境科学》报道了一款能够利用“阴影效应”发电的光伏电池。一个来自新加坡国立大学材料科学与工程系以及新加坡国立大学物理系的团队创造了一种叫做阴影效应能量发生器(SEG)的装置，它利用照明和阴影区域之间的照明对比来发电。

技术创新

在传统的光伏或光电应用中，阴影的存在则会大部分影响发电性能。新型电池利用阴影造成的照明对比度作为间接的能量来源。照明对比度在阴影部分和照明部分之间产生电压差，从而产生电流。这种在阴影中获取能量的方式是前所未有的一大创新。

智能手机、电子表等移动电子设备需要高效、连续的电源。由于这些设备在室内和室外都佩戴，因此能够利用环境光的可佩戴电源有可能提高这些设备的多功能性。

商用太阳能电池在室内阴影持续存在的情况下，它们收集能量的效率会显著下降。为了应对这一技术挑战，新加坡国立大学团队开发了一种低成本、易于制造的SEG，以执行两项功能:

(1)将部分阴影投射的照明对比度转换为电能，

(2)作为自供电接近传感器来监控移动的物体。

利用“阴影效应”发电

SEG包括一组设置在柔性透明膜上的SEG单元。每个SEG单元是沉积在硅片上的金薄膜。经过精心设计，SEG可以以比商用硅太阳能电池更低的成本制造。该团队随后进行了实验，测试了SEG发电和作为自供电传感器的性能。

“当整个SEG电池处于光照或阴影下时，产生的电量非常低或者根本没有。当SEG单元的一部分被点亮时，检测到显著的电输出。我们还发现，发电的最佳表面积是当半个SEG电池被照亮，另一半在阴影中时，因为这分别为电荷产生和收集提供了足够的面积，”来自新加坡国立大学物理系的团队负责人安德鲁·威教授表示。

基于实验室实验，在阴影移动的影响下，该团队的SEG电池与商用硅太阳能电池相比效率提高了一倍。在室内照明条件下产生阴影的情况下，从SEG获得的能量足以为电子表供电(即1.2 V)。

此外，该团队还展示了SEG可以作为一个自供电传感器来监控移动物体。当一个物体经过SEG时，它会在设备上投下一个间歇的阴影，并触发传感器来记录物体的存在和运动。

追求更低的成本和更多的功能

研究人员花了四个月的时间来构思、开发和完善该设备的性能。在下一阶段的研究中，新加坡国立大学团队将使用除黄金以外的其他材料进行实验，以降低SEG的成本。

新加坡国立大学的研究人员也在研究开发具有多功能的自供电传感器，以及可穿戴的SEGs，它可以附着在衣服上，在日常活动中获取能量。另一个有希望的研究领域是开发低成本的SEG光伏组件，有效地从室内照明中获取能量。